Auto-Zusammenstöße

Wissenschaft Physik
#1

Guten Morgen,

ich möchte meine Zusammenstoß-Frage nochmal präziser stellen, wahrscheinlich war nicht so ganz klar, worum es mir ging.

Also: 2 gleiche Autos mit gleichen Insassen (Dummies).

Situation 1: Beide fahren mit 50 km/h frontal aufeinander zu. Der Stoß soll unelastisch sein. D.h. die gesamte Energie wird in Verformung/Erwärmung umgewandelt, und beide Autos stehen nach dem Stoß.
Hier ist klar, dass beide Autos hinterher gleich (schlecht) aussehen werden, auch die Verletzungen der Dummies müssten gleich sein. Die Situation ist für beide Autos symmetrisch.

Situation 2: Ein Auto steht, und das andere fährt frontal mit 100 km/h dagegen. Wieder unelastisch, nur dass sich hier eben beide Autos nach dem Stoß mit 50 km/h weiterbewegen, wegen der Impulserhaltung.
Nun die Frage: Sehen beide Autos/Insassen auch hier nach dem Stoß gleich aus? Und genau so wie in Situation 1? Ist es also wieder symmetrisch? Und nur im bewegten Koordinatensystem beschrieben?

Und nebenbei: Löst im stehenden Auto eigentlich der Airbag aus? Also reagiert der Sensor in alle Richtungen?

Danke und ein schönes und unfallfreies Wochenende.
Olaf

#2

Hallo,
beim zweiten Fall hatte ich an das newtonsches Pendel gedacht. Es werden nicht beide Autos mit 50km/h sich weiter bewegen, sondern nur eines (das stehende) und die Geschwindigkeit wird sehr geringer sein als 100km/h, da sehr viel Energie bei dem Aufprall zu der Deformierung der Autos benutzt wird. Das erste Auto wird stehen bleiben, nach dem es vielleicht 100m weiter gefahren hat. Wenn wir annehmen, beide Autos sind stabil gemacht worden und keine Deformationen entstehen könnten, theoretisch sollte das erste Auto sofort stehen bleiben und das zweite fährt mit 100km/h in der Richtung des ersten. Der Motor des ersten Autos ist natuerlich kaputt, und es gibt keinen Kraftantrieb mehr ab.
VG, qas

#3

Hi…

2 gleiche Autos

Situation 1: Beide fahren mit 50 km/h frontal aufeinander zu.
Der Stoß soll unelastisch sein. D.h. die gesamte Energie wird
in Verformung/Erwärmung umgewandelt, und beide Autos stehen
nach dem Stoß.

Situation 2: Ein Auto steht, und das andere fährt frontal mit
100 km/h dagegen. Wieder unelastisch, nur dass sich hier eben
beide Autos nach dem Stoß mit 50 km/h weiterbewegen, wegen der
Impulserhaltung.
Nun die Frage: Sehen beide Autos/Insassen auch hier nach dem
Stoß gleich aus? Und genau so wie in Situation 1? Ist es also
wieder symmetrisch? Und nur im bewegten Koordinatensystem
beschrieben?

Genau.
Das scheint unlogisch, weil sich die Autos weiterbewegen (diese und alle folgenden Angaben beziehen sich auf das stehende Koordinatensystem), also nach dem Zusammenstoß kinetische Energie übrig ist, die nicht umgewandelt wurde.
Wenn man das aber mal nachrechnet, wird es klar: Das ankommende Auto mit der im Vergleich zu Situation 1 doppelten Geschwindigkeit hat die vierfache kinetische Energie. Also wird doppelt soviel Energie eingebracht wie in Situation 1 - davon geht die Hälfte in die Verformung beider Autos, der Rest in die Weiterbewegung.

Und nebenbei: Löst im stehenden Auto eigentlich der Airbag
aus? Also reagiert der Sensor in alle Richtungen?

Ja. Nein. In dieser Reihenfolge.
Der Sensor reagiert nur in eine Richtung: auf Beschleunigung nach (aus seiner Sicht) hinten. Ob diese dadurch entsteht, daß eine Vorwärtsbewegung abgebremst oder eine Rückwärtsbewegung begonnen/beschleunigt wird, ist ihm egal bzw. kann er nicht unterscheiden - wenn die Beschleunigung den eingestellten Grenzwert überschreitet, löst er aus.
Inzwischen haben Autos ja ganze Batterien von Airbags an allen Seiten. Damit wird die Sache etwas unübersichtlicher: Die Steuerung wertet Beschleunigungsmesswerte in mehreren Richtungen aus und entscheidet, ob, wann und welche Airbags ausgelöst werden.

genumi

#4

Hallo,
beim zweiten Fall hatte ich an das newtonsches Pendel gedacht.
Es werden nicht beide Autos mit 50km/h sich weiter bewegen,
sondern nur eines (das stehende) und die Geschwindigkeit wird
sehr geringer sein als 100km/h, da sehr viel Energie bei dem
Aufprall zu der Deformierung der Autos benutzt wird.

Die Geschwindigkeit ist bekannt, die kinetische Energie des Schwerpunktes muss erhalten bleiben, nur der Rest wird in innere Energie umgewandelt. (Deshalb schießt man am LHC 2 sich bewegende Teilchen ineinander, nicht eines auf ein ruhendes target)

Das erste
Auto wird stehen bleiben, nach dem es vielleicht 100m weiter
gefahren hat.

Wenn es nach dem Zusammenstoß sich noch bewegt, dann wird es sich ewig weiterbewegen, soern du keine Reibung annimmst bzw weitere Stöße. Davon gehe ich aber nicht aus, wenn ich die Fragestellung betrachte.

Wenn wir annehmen, beide Autos sind stabil
gemacht worden und keine Deformationen entstehen könnten,
theoretisch sollte das erste Auto sofort stehen bleiben und
das zweite fährt mit 100km/h in der Richtung des ersten. Der
Motor des ersten Autos ist natuerlich kaputt, und es gibt
keinen Kraftantrieb mehr ab.

Das stimmt, das wäre ein vollkommen elastischer Stoß, der bei gleichen Maßen maximale Energieübertragung liefert, was genau dazu führt. Beim inelastischen Stoß bewegen sich die Autos tatsächlich gemeinsam weiter.

lg
Alex

#5

Moin,

alles klar, so sehe ich das auch. Danke.

Gruß
Olaf

#6

Hallo.

Beide Fälle sind in jeder Hinsicht identisch.

Viele Grüße.